JPS61201590A - テレビジヨンカメラにおける色温度補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はテレビジョンカメラにおける色温度補正装置に
係り、色温度検出器と色温度変換フィルタとを用いて被
写体の照明光源の色温度が変化しても、適切な色再現が
得られるよう、搬像した原色信号又は色差信号に対して
利得制御を行なう色温度補正装置に関する。

従来の技術 カラーテレビジョンカメラで被写体を撮像する場合、太
陽光下では被写体照度が不足であるという事態は通常起
こらないから、照度不足となり易い人工照明源を有効に
活かせるように、カラーテレビジョンカメラは所定の色
温度（例えば３２００Ｋ　）の照明を基準にして、ここ
で最大の感度が得られるように設計されていることは周
知の通りである。

このため、上記所定の基準色温度と異なる色温度の照明
光源下で被写体をｌｆｆ１像する場合は、その色温度に
対して正しい色再現が得られるようにカラーテレビジョ
ンカメラにおいて色ｍｌ補正が必要となる。従来、この
色温度補正のため、光学的な色温度変換フィルタを用い
、所定の基準色温度に変換することが行なわれており、
また色温度検出器を使用することも行なわれていた（例
えば特開昭５５−１７４６１号公報、特開昭５５〜４６
１７７号公報など）。

発明が解決しようとする問題点 しかるに、色温度変換フィルタを使用する従来の色温度
補正方法は、色温度変換フィルタのテレビジョンカメラ
の光路系への挿入及び光路系からの取外しを手動で行な
わなければならず操作が面倒であった。また、上記の基
準色温度で設計されたカラーテレビジョンカメラを蛍光
灯照明下において使用した場合、特に赤色系の色飽和度
が著しく低下するため、これを補正するために色温度変
換フィルタを用いると、光最損失が大きく実用的ではな
いという問題点もあった。

他方、色温度検出器を使用した場合、その色温度対出力
電圧特性は例えば第７図に示す如くリニアであったため
、ちょっとした色温度の変動に追従して補正動作を行な
うため色再現が不自然となり、またテレビジョンカメラ
をパンしたときに照明光源が変ったり、太陽光が当って
いる部分と日陰の部分とを有する被写体撮像時にも上記
の色再現の不自然さがあるという問題点があった。更に
螢光灯照明に対して色温度検出器は屋外の色温度に近い
色温度の検出電圧を出力するため、それに基づいて色温
度変換フィルタを光路系に挿入すると、正確な色再現が
できないという問題点があった。

そこで、本発明は色温度検出器の出力検出電圧と色差信
号又は原色信号とに基づいて、色温度変換フィルタのテ
レビジョンカメラへの挿入と取外しとを自動的に行なう
ことにより、上記の問題点を解決したテレビジョンカメ
ラにおける色温度補正装置を提供することを目的とする
。

問題点を解決するための手段 本発明になるテレビジョンカメラにおける色温度補正装
置は、色温度変換フィルタ、色温度検出器、制御信号発
生回路１判定器、レベル比較回路ゲート回路及びフィル
タ駆動手段とよりなる。制御信号発生回路は色温度検出
器の出力検出信号のレベルに応じて段階的に変化する制
御信号を発生し、２つの原色信号又は２つの色差信号を
夫々各別に増幅する第１及び第２の可変利得増幅器に夫
々可変利得制御信号として供給する。判定器は上記第１
及び第２の可変利得増幅器の後段より取り出された２つ
の色差信号又は２つの原色信号が供給され、それらと予
め設定した第１の基準信号とのレベル比較により屋外１
ｆｆｌ像時か上記色温度変換フィルタを使用した蛍光灯
照明下での撮像時かを判定する。またレベル比較回路は
屋外撮像時の色温度とテレビジョンカメラの設定基準色
温度との間の色温度の検出信号レベルに等しい第２の基
準信号と、上記色温度検出器の出力検出信号とのレベル
比較を行なう。

上記判定器より屋外撮像時の判定信号が取り出され、か
つ、上記レベル比較回路より第２の基準信号よりも高い
色温度の照明光源下での撮像時の出力信号が取り出され
たとぎに、ゲート回路より第１の論理値の信号が出力さ
れてフィルタ駆動手段に供給され、これにより上記色温
度変換フィルタが上記光路中に挿入される。上記以外の
場合はゲート回路より第２の論理値の信号が取り出され
、色温度変換フィルタが上記光路中からｍ脱される。

作用 蛍光灯照明下での撮像時には、レベル比較回路より第２
の基準信号よりも高い色温度の照明光源下での曜像時で
ある出力信号が取り出され得るが、判定器からは屋外照
像時の判定信号は取り出されず、よってゲート回路から
は第２の論理値の信号が取り出されるので、色温度変換
フィルタは搬像素子の入射光路中にあるときにはその光
路から離脱せしめられ、また色温度変換フィルタがもと
もと上記光路中にないときには、そのままの状態が保持
される。

また、上記第１及び第２の可変利得増幅器の利得制御信
号は、色温度検出器の出力検出信号レベルに応じてリニ
アに変化するのではなく、段階的に変化するから、例え
ば夕方の屋外撮像時のように照明の色温度が急激に変化
するような場合にも安定な色再現が可能となる。以下、
本発明の一実施例について図面と共に説明する。

実施例 第１図は本発明装置の一実施例のブロック系統図を示す
。同図中、被写体（図示せず）からの光はテレビジョン
カメラのレンズ１に入射せしめられ、更にこれまり色温
度変換フィルタ２を通して、又は色温度変換フィルタ２
を通すこと４【り直接に搬像管３の光導電面に入射結像
せしめられる。色温度変換フィルタ２は後述する如く、
屋外ｍ像時には撮像管３の入射光の光路中に挿入せしめ
られ、室内比像時には上記光路中から離脱せしめられる
。

なお、搬像管３は固体撮４＆素子でもよく、本明細占で
はこれを総称して単に比像素子というものとする。

色温度検出器４は第７図に示づ如き色温度対出力電圧特
性を有する公知の検出器で、色温度変換フィルタ２の挿
入の有無に関係なく、被写体周辺の色温度を常時検出す
る。色温度検出器４の出力検出電圧は端子５を介して制
御電圧発生回路６及びレベル比較回路７に夫々供給され
る。他方、撮像管３により光を変換されて取り出された
撮像信号はプロセス回路８に供給され、搬像信号中より
得られた３原色信号のうち、例えば青色信号（Ｂ信号）
は可変利得増幅器９に供給され、赤色信号（Ｒ信号）は
可変利得増幅器１０に供給される。

可変得増幅器９及び１０は夫々後述する制御ｌＩ電圧発
生回路６の出力制御電圧により利得を可変制御せしめら
れる。可変利得増幅器９及び１０より取り出されたＢ信
号及びＲ信号は、残りの−の原色信号である緑色信号（
Ｇ信号）と共にマトリクス回路１１に供給され、ここで
輝度信号Ｙ１色差信号（Ｂ−Ｙ）及び（Ｒ−Ｙ）に変換
される。

輝度信号Ｙは出力端子１４へ出力され、色差信号（Ｂ−
Ｙ）、（Ｒ−Ｙ）はクランプ回路１２゜１３で帰線期間
の色差信号が基準レベルにクランプされた後、出力端子
１５．１６へ出力される。

また、クランプ回路１２．１３よりの色差信号（Ｂ−Ｙ
）、（Ｒ−Ｙ）は端子１７．１８を介して色差信号判別
器１つに夫々供給される。なお、マトリクス回路１１に
直接供給されるＧ信号の代りに輝度信号を用いる構成と
してもよい。

第２図は上記の制御電圧発生回路６及びレベル比較回路
７の一実施例の回路図を示す。同図中、端子５を介して
入来した色温度検出器４よりの検出電圧は、抵抗Ｒ＋を
介して演算増幅器３０の反転入力端子に印加される一方
、抵抗Ｒ２を介して演算増幅器３１の反転入力端子に印
加され、更にレベル比較回路７内の演算増幅器３２の非
反転入力端子に抵抗Ｒ３を介して印加される。また、電
源電圧＋Ｖｃｃを抵抗Ｒ４及びＲ５により抵抗分圧して
得た正の直流電圧は抵抗Ｒ６＋ボルテージフォロワを構
成する演算増幅器３３を夫々経て、抵抗Ｒｙ　、Ｒａ及
び可変抵抗器ＶＲよりなる抵抗回路網にて更に分圧され
て所定の５１電圧とされる。

抵抗Ｒ７と可変抵抗器ＶＲの接続点より取り出された基
準電圧は、コンデンサＣ＋　、抵抗Ｒ＋＋等と共にヒス
テリシス特性を有するコンパレータを構成する演算増幅
器３０の非反転入力端子に抵抗Ｒ９を介して印加され、
他方、抵抗Ｒ８と可変抵抗器ＶＲの接続点より取り出さ
れた基準電圧は、コンデンサＣ２，抵抗Ｒ１２等と共に
ヒステリシス特性を有するコンパレータを構成する演算
増幅器３１の非反転入力端子に印加され、ここで上記色
温度検出電圧とレベル比較される。演算増幅器３０．３
１の各出力電圧は、抵抗Ｒ１３〜Ｒ＋ｇよりなる抵抗回
路網を通して演算増幅器３４の反転入力端子に印加され
る。演算増幅器３４は抵抗Ｒ１９等と共に反転増幅器を
構成している。抵抗Ｒ１６゜Ｒ＋７及びＲ＋９の抵抗値
をＲとすると、抵抗Ｒ１３〜Ｒ＋ｓの各抵抗値は２Ｒに
選定されでいる。

他方、レベル比較回路７内の直流電源電圧を抵抗Ｒ２０
及びＲ２＋で抵抗分圧して得た直流電圧は、抵抗Ｒ２２
，ボルテージフォロワを構成している演算増幅器３５及
び抵抗Ｒ２３を夫々通して演算増幅器３２の反転入力端
子にＭ準電圧として印加される。演算増幅器３２はコン
デンサＣ３，抵抗Ｒ２４等と共にコンパレータを構成し
ている。ここで、演算増幅器３２の非反転入力端子に印
加される基準電圧は、屋外撮像時の色温度（例えば５０
００に〜６０００Ｋ　）と至内撮像時のテレビジョンカ
メラの設定基準色温度（例えば３２００Ｋ　）との間の
所定の色温度を、色温度検出器４で検出したときに得ら
れる検出電圧と等しい値に選定されている。また、演算
増幅器３２等よりなるコンパレータはヒステリシス特性
を有するよう構成されている。このため、演算増幅器３
２の出力端子３７への出力電圧と、色温度検出電圧との
特性は、第１図に示す如くになり、屋外撮像時はハイレ
ベル、色温度の低い照明光源下での撮像時にはローレベ
ルとなる。

また、出力端子３７へ出力される出力電圧はインバータ
３６及び抵抗Ｒ２！、を介して制ｔｉ１１電圧発生回路
６内の基準電圧をシフトさせる。これにより、制御電圧
発生回路６内のコンパレータは２個であるにも拘わらず
、出力端子２０へ出力される制御電圧は、入力色温度検
出電圧に対して第３図に示す如く６ステツプで段階的に
変化する。出力端子２０へ出力される制ｍ電圧は第１図
に示した可変利得増幅器９及び１０に夫々利得制御Ｉ電
圧として印加され、一方の利得を大に制御すると共に他
方の利得を小に制御する。

次に色差信号判別器１９の構成及び動作について第５図
及び第６図と共に説明するに、第５図は色差信号判別器
１９及びＡＮＤ回路２１よりなる回路部の一実施例の回
路図を示す。同図中、第１図と同一構成部分には同一符
号を付しである。第５図において、入力端子４０，４１
．４２及び４３には別途生成した基準電圧ＶＲＥ　Ｆ　
ｌ　、ＶＲＥＦ２　、ＶＲＥＦ３　及ｆｆＶＲＩＥＦ４
が夫々入来し、コンパレータ４４．４５．４６及び４７
の一方の入力端子に印加される。コンパレータ４４及び
４６の各他方の入力端子には入力端子１７よりの色差信
号（Ｂ−Ｙ）が供給され、コンパレータ４５及び４７の
各他方の入力端子には入力端子１８よりの色差信号（Ｒ
−Ｙ）が供給される。

コンパレータ４４は色差信号（Ｂ−Ｙ）が％準電圧ＶＲ
Ｅ　Ｆ　Ｉよりも大レベルのとぎにハイレベルの信号を
出力してＡＮＤ回路４８に供給し、コンパレータ４５は
色差信号（Ｒ−Ｙ）が基準電圧ＶＲＥ　Ｆ　２よりも小
レベルのときにハイレベルの信号を出力してＡＮＤ回路
４８に供給する。ここで、基ｔＰ−電圧ＶＲＥ　ｔ−＋
　及ヒＶＲＥ　Ｆ　２　Ｇ；を第６図＜Ａ＞に示す如き
値に選定されているため、ＡＮＤ回路４８からは同図（
Ａ）に斜線で示す青からシアンの領域工の色相の被写体
撮像時のみハイレベルの信号が取り出される。ここで、
上記の領域■は屋外で任意の被写体を搬像した時の平均
の色　　　　・相領域で、螢光灯照明下ではかかる色相
には殆どならない領域で、実験により求めたものである
。

従って、ＡＮＤ回路４８の出力信号がハイレベルのとき
には屋外撮像時ということになる。

他方、コンパレータ４６は色差信号（Ｂ−Ｙ）が基準電
圧ＶＲＥ　Ｆ　３よりも小レベルのとぎにハイレベルの
信号を出力してＡＮＤ回路４９に供給し、コンパレータ
４７は色差信号（Ｒ−Ｙ）が基準電圧ＶＲＥＦ’４より
も大レベルのときにハイレベルの信号を出力してＡＮＤ
回路４つに供給する。

ここで、基準電圧ＶＲＥ　Ｆ　３及びＶＲＥ　Ｆ　４は
第６図（Ｂ）に示す如き値に選定されているため、ＡＮ
Ｄ回路４９からは同図（Ｂ）に斜線■で示す領域の色相
の被写体顕像時のみハイレベルの信号が取り出される。

ここで、上記領域■は色温度変換フィルタ２を光路中に
挿入して螢光灯照明下で被写体を撮像したときの平均の
色相領域で、実験的に求めたものである。

フリップフロップ５０はＡＮＤ回路４８の出力信号の立
上りでセット状態とされ、ＡＮＤ回路４９の出力信号の
立上りでリセット状態とされる。

従って、フリップフロップ５０のＱ出力端子からは、屋
外撮像時にはハイレベルの屋外判定信号が取り出され、
また屋外撮像後に螢光灯照明下で撮像した場合にはロー
レベルの室内判定信号が取り出される。

このフリップフロップ５０の出力判定信号は、レベル比
較回路７より端子３７へ出力された電圧と共にＡＮＤ回
路２１に夫々供給され、ここで論理積をとられる。これ
により、ＡＮＤ回路２１からは屋外撮像時にはハイレベ
ルの信号が取り出され、また室内撮像時には特に螢光灯
照明下での撮像時に色温度検出器４の出力検出電圧が屋
外撮像時の検出電圧と近似したレベルであっても、ロー
レベルの信号が取り出される。このＡＮＤ回路２１の出
力信号は端子２２を介して第１図に示す駆動回路２３を
通してフィルタ駆動機構２４に供給される。

フィルタ駆ｉｌ！ＩＪ機構２４は例えばプランジャある
いはモータ等の、電気信号入力によって機械的に変位づ
る部品を有しており、ＡＮＤ回路２１の出力信号がハイ
レベルのときには色温度変換フィルタ２を穎＠管３の入
射光路中に挿入してハイレベルの期間中その状態を保持
し、他方、ＡＮＤ回路２１の出力信号がローレベルのと
きには色温度変換フィルタ２を上記光路中からｒｓ税さ
せるよう、色温度変換フィルタ２を移動させ、ローレベ
ルの期間中その離脱状態を保持する。従って、屋外撮像
時には色温度変換フィルタ２が上記光路中に自動的に挿
入され、他方室内撮像時には色温度変換フィルタ２が上
記光路から自助的に離脱せしめられる。

なお、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく
、例えば制御電圧発生回路６は原色信号から制ｍ＋電圧
を生成するようにしてもよく、可変利得増幅器９．１０
の入力信号は色差信号でもよく、また制御電圧の段階数
は６ステツプ以外の数でもよいことは勿論である。

発明の効果 上述の如く、本発明によれば、色温度変換フィルタの搬
像素子の入射光路中への挿脱を、屋外撮像時及び室内撮
像時において自動的にでき、よって従来に比し操作性を
向上することができ、また色温度の変化に対しても安定
な色温度の補正ができ、これにより色再現性を自然なも
のにすること′ができ、また螢光灯照明下の撮像時には
色温度変換フィルタをはずして光量の損失を防止し、正
確な色画・現を行なうようにしているが、その移動制御
は色温度検出器の出力電圧と色差信号又は原色信号の両
方に基づいて行なっているので、正確な制御ができる等
の数々の特長を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示すブロック系統図、
第２図は第１図図示ブロック系統中の要部の一実施例を
示す回路図、第３図は第１図図示ブロック系統中の制御
電圧発生回路の入出力特性の一例を示す図、第４図は第
１薗図示ブロック系統中のレベル比較回路の入出力特性
の一例を示す図、第５図は第１図図示ブロック系統中の
色差信号判別器の一実施例を示す回路図、第６図は第５
図図示回路の各基準電圧等を説明する図、第７図は色温
度検出器の色温度対出力電圧特性の一例を示す図である
。 ２・・・色温度変換フィルタ、３・・・搬像管、４・・
・色温度検出器、６・・・制御電圧発生回路、７・・・
レベル比較回路、９．１０・・・可変利得増幅器、１９
・・・色差信号判別器、２１．４８．４９・・・ＡＮＤ
回路、２３・・・駆動回路、２４・・・フィルタ駆動機
構、４０〜４３・・・基準電圧入力端子、４４〜４７・
・・コンパレータ、５０・・・フリップフロップ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 撮像素子の入射光の光路中に挿入される色温度変換フィ
   ルタと、被写体周辺の色温度に応じた検出信号を出力す
   る色温度検出器と、該色温度検出器の出力検出信号のレ
   ベルに応じて段階的に変化するように発生した信号を、
   該撮像素子の出力信号から得た２つの原色信号又は２つ
   の色差信号を夫々各別に増幅する第１及び第２の可変利
   得増幅器に夫々利得制御信号として供給する制御信号発
   生回路と、該第１及び第２の可変利得増幅器の後段より
   取り出された２つの色差信号又は２つの原色信号が供給
   され、それらと予め設定した第１の基準信号とのレベル
   比較により屋外撮像時か上記温度変換フィルタを使用し
   た螢光灯照明下での撮像時かを判定する判定器と、屋外
   撮像時の色温度とテレビジョンカメラの設定基準色温度
   との間の色温度の検出信号レベルに等しい第２の基準信
   号と該色温度検出器の出力検出信号とのレベル比較を行
   なうレベル比較回路と、該判定器より屋外撮像時の判定
   信号が取り出され、かつ、該レベル比較回路より該第２
   の基準信号よりも高い色温度の照明光源下での撮像時の
   出力信号が取り出されたときに第１の論理値の信号を出
   力し、それ以外のときには第２の論理値の信号を出力す
   るゲート回路と、該ゲート回路よりの該第１の論理値の
   信号により該色温度変換フィルタを上記光路中に挿入し
   、該第２の論理値の信号により該色温度変換フィルタを
   該光路中から離脱するフィルタ駆動手段とよりなること
   を特徴とするテレビジョンカメラにおける色温度補正装
   置。